Fenster
Ein Fenster ist eine Öffnung in der Mauer eines Gebäudes, um Licht hereinzulassen und hinaussehen zu können. Etymologisch gesehen kommt der Begriff aus dem Lateinischen: fenestra. Das entsprechende gotische Wort ist dagegen windauga, althochdeutsch heißt es augadoro (Augentor) was man noch im heutigen englischen Begriff window erkennen kann.
Früher waren es lediglich ovale oder quadratische Löcher in den Wänden. Haut (Pergament) oder Leinenstoff wurde über die geöffneten Fensterläden gespannt, um sie zu schließen.
Heutzutage sind Fenster aus Glas weit verbreitet, die zur Fassung einen Fensterrahmen benötigen und den Blick nach außen oder in ein anderes Zimmer bei transparentem Werkstoff ermöglichen.
Technische Betrachtung des Fensters
Ein Fenster besteht bei genauerer Betrachtung aus drei Bestandteilen, der Öffnung in der Wand, dem transparenten Medium und dem Fensterrahmen, also der Konstruktion, die das transparente Medium in der Wand hält.
Fenster als Wandöffnung
Beim Holzbau in Blockbauweise ist eine rohbauseitige Fensteröffnung einfach herzustellen, indem ein entsprechender Wandausschnitt beliebiger Form geschnitten wird; beim Fachwerk wird ein Feld frei gelassen und ergibt somit eine rechteckige Wandöffnung.
Bei gemauerten Wänden entsteht das Problem, einen geeigneten oberen Abschluss der Maueröffnung herzustellen. Bei Fenstern geringer Breite reicht ein geeigneter über die Öffnung gelegter Balken, der so genannte Fenstersturz aus. Dieser kann entweder aus Holz oder Werkstein, in neuerer Zeit auch aus Stahl oder Stahlbeton bestehen. Ein Fenstersturz aus Werkstein oder Holz kann nur geringe Weiten überspannen. Fenster aus Werkstein mit freien Weiten über einen Meter sind daher selten. Bereits hier muss im darüberliegenden Mauerwerk ein so genannter Entlastungsbogen gemauert werden, der den Fenstersturz entlastet.
In früherer Zeit wurden daher breitere Fenster aus mehreren aneinander gereihten Bogenfenstern gebaut, die durch Säulen oder Pfeiler getrennt sind und die Last tragen. Derartige Fenster sind z.B. die gekuppelten Bogenfenster der Romanik und Gotik an Profanbauten. Besonders schöne Beispiele sind an der Ruine des Palas der Kaiserpfalz in Bad Wimpfen zu sehen. Der abschließende Bogen ist oft kein echter Bogen, sondern ein ganzer Stein.
In der Renaissance wurde das Fenster bei entsprechender Größe durch einen vertialen Stab aus Stein gestützt, teilweise durch einen weiteren horizontalen Stab, was dann das so genannte Steinkreuzfenster ergab.
Bogenfenster
Für größere Wandöffnungen waren bei traditioneller Mauertechnik echte Bögen notwendig, um die Last der darüber liegenden Wand zu tragen. Aus der konstruktiven Form der Wandöffnung ergab sich dann auch die Gestaltung der Fensterrahmen und Glasflächen als Bogenfenster. Das Bogenfenster entwickelte sich beginnend vom Rundbogen der Romanik über den Spitzbogen der Gotik zu zahlreichen weiteren Arten wie Elipsenbogen, Korbbogen und Segmentbogen. Im Barock, Rokoko und dem Jugendstil wurde mit den verschiedensten Fensterformen gespielt.
Maßwerkfenster
Die Gotik gestaltete die Fenster bei Kirchenbauten mit zusätzlichem filigranem Mauerwerk, dem Maßwerk, das in die Fensteröffnung eingebaut war und auch Aufgaben eines steinernen und schmiedeeisernem Fensterrahmens übernahm. Maßwerkfenster waren in der ursprünglichen Ausführung als bunte Bleiglasfenster konzipiert und wesentlicher Bestandteil der gotischen Raumkonzeption in Sakralbauten.
Verglasung des Fensters
Bestand die transparente Füllung der Öffnung früher noch aus anderen Materialien wie gegerbte und geölte Haut (Pergament) oder Leinenstoff, so dominiert seit Jahrhunderten der Werkstoff Glas als so genanntes Fensterglas. Fensterglas dient auch als Trägermaterial für Glasmalerei oder wird bunt eingefärbt zu Ornament-Glas und Glas-Mosaiken zusammen gefügt, siehe auch Laufender Hund. Seit der Gotik werden mit dieser Technik Kirchenfenster, später auch Fenster an Profanbauten gestaltet und zu aufwändigen Bild-Fenstern zusammengesetzt.
Die Herstellung großer Glastafeln ist erst seit der Industrialisierung möglich. Deshalb war Jahrhunderte lang die Aufgabe zu lösen, die kleinen Glasflächen so anzuordnen, dass sie eine große Gesamtfläche ergaben.
Sprossenfenster
Die einzelnen Glasstücke (Scheiben) sind beim Sprossenfenster kleiner als die Fläche des Fensterflügels. Zwischen den einzelnen Scheiben befinden sich zur Verbindung schmale Stäbe aus Holz oder Metall, den so genannten Sprossen.
Besonders im Jugendstil wurde die Sprosseneinteilung der Fenster als Gestaltungselement benutzt und es entstanden zum Teil sehr aufwändige Einteilungen der Glasflächen.
Bleiglasfenster
Das Bleiglasfenster hat eine Glasfläche, die aus vielen einzelnen Glasstücken zusammengesetzt ist und zwar mit H-förmigen Bleiprofilen, die miteinander verlötet sind. Das Bleiprofil kann leicht gebogen werden, so dass nahezu beliebige Glasflächen möglich sind. Typisch sind kleine Rechtecke und Sechsecke in Barockkirchen. Auch die einzelnen Stücke der Glas-Mosaiken werden mit dieser Technik verbunden.
Butzenscheiben
Butzenscheiben sind kleine rund gedrehte Glasscheiben die mit Bleistegen und kleinen Füllstücken zusammengesetzt werden.
Bauformen des Fensterrahmens
Ein Fenster ist entweder starr, das heißt die Glasscheibe ist in einem unbeweglichen Fensterrahmen eingebaut, welcher in das Mauerwerk bzw. in die Wand eingelassen ist. Dieses Fenster ist nicht zu öffnen. Oder es ist zu öffnen und besteht damit aus zwei separaten Rahmen, dem starren Teil, auch Blendrahmen genannt, und einem oder mehreren Flügelrahmen. Das Glas ist dabei in den Flügelrahmen eingelassen und bilden in der Gesamtheit den Fensterflügel. Es gibt auch Mischformen mit starren und beweglichen Teilflächen.
Aufteilung des Fensters
Je nach Größe des Fensters beziehungsweise der Maueröffnung besteht das Fenster aus mehreren einzelnen Elementen
- einteiliges Fenster: es gibt genau ein bewegliches Element
- Flügelfenster: es gibt mindestens zwei flexible Elemente, die nebeneinander angeordnet sind und eine vertikale Drehachse haben.
- Oberlichte: oberer Teil eines horizontal geteilten Fensters, die meist eine horizontale Drehachse haben oder starr sind.
Einscheibenfenster
Das Fenster ist mit einer einzigen Glasebene bzw. Verglasung von heute typisch 4 mm Stärke gefüllt. Ältere Fenstergläser haben teilweise Stärken bis zu 1 mm hinunter. Der Fensterrahmen besteht entweder aus Holz oder bei Industriebauten auch häufig aus Stahlprofilen.
Doppelfenster
Die Fensteröffnung ist mit zwei separaten Einscheibenfenstern hintereinander geschlossen, je eines auf der Innenseite nach innen öffnend und der Außenseite der Wand, nach außen öffnend. Doppelfenster wurden eingebaut, wenn ein einfaches Fenster die Anforderungen an Wärmedämmung, Winddichtheit und Schallschutz nicht erfüllte. Oft wurden die äußeren Fenster nur im Winter montiert. Deshalb heißt diese Ausführung auch Vorsatzfenster. Derartige Anordnungen werden heute wieder gebaut, wenn aus Gründen der Denkmalpflege ein historisches Einfachfenster erhalten bleiben soll, dies aber nicht mehr den Anforderungen genügt. In diesem Fall wird auf der Innenseite eine zusätzliche Fensterebene angebacht. Das restaurierte alte Fenster bleibt dagegen von außen sichtbar und die Fassade behält ihr Aussehen.
Kastendoppelfenster
Die beiden separaten starren Rahmen des Doppelfensters sind hier konstruktiv zusammengefasst, so dass die beiden Glasflächen und der Rahmen einen geschlossenen Kasten ergeben. Bei den Kastendoppelfenstern lassen sich die Fensterflügel entweder so öffnen wie beim Doppelfenster (bayrisches KDF) oder beide Fensterebenen nach innen (berliner KDF). Letzteres ist bei moderneren Ausführungen üblich.
Verbundfenster
Das Verbundfenster ist ebenfalls eine Spielart des Doppelfensters, wobei allerdings hier die beiden Flügelrahmen aufeinander gelegt und mit Beschlägen fixiert sind. Damit muss zum Öffnen des Fensters nur noch der verbundene Flügel geöffnet werden. Verbundfenster kamen in den 1950er Jahren in Gebrauch und sind üblich aus Holz gebaut.
Isolierglasfenster
Das Isolierglasfenster ist konstruktiv ein Einscheibenfenster, wobei allerdings die einfache Glasscheibe durch eine komplexere Konstruktion ersetzt ist. Dieses Isolierglas ist eine Anordnung aus zwei Glasscheiben, die mit einem luftdichten Rahmen verbunden sind. Im Scheibenzwischenraum befindet sich getrocknete Luft oder ein Edelgas. Die Isolierglas-Scheibe wird so in den Flügel-Rahmen eingebaut, der aufgrund des höheren Gewichtes deutlich kräftiger gebaut ist als ein Rahmen für ein gewöhnliches Einscheibenfenster. Dieser Rahmen ist entweder aus Holz, Aluminium oder Kunststoff hergestellt. Bei erhöhten Ansprüchen an Schall- oder Wärmeschutz werden inzwischen auch drei Glasscheiben zusammengefügt (Dreischeibenverglasung). Zusätzlich besteht die Möglichkeit der Beschichtung der Glasflächen, um das Reflexionsverhalten im Infrarot-Bereich (Wärmestrahlung) zu verbessern. Damit soll die Abstrahlung von Energie aus dem Innenraum durch das Fenster reduziert werden.
Ältere Isolierglasfenster neigen zum "Erblinden", das heißt es bildet sich im Zwischenraum Kondensat, wenn im Laufe der Jahre die ursprünglich Luft- und Wasserdichte Dichtung defekt wird. Damit ist die Lebensdauer der neuen Isolierglasfenster geringer als die traditionellen Konstruktionen.
Die Darstellung vom Einscheibenfenster zum Isolierglasfenster stellt grob die technische Entwicklung des Fensters aus dem Barock bis heute dar.
Fenster heute
Heutzutage kann ein Fenster in jeder gewünschten Form und Größe erstellt werden. Einzige Beschränkung der Größe ist die maximale Produktionsbreite. Eine weitere Beschränkung bei der Produktion von Fenstern stellt die Statik eines Gebäudes dar. Moderne Fenster sind auch fester Bestandteil einer Fassade und unterstützen die Standsicherheit von Mauer und Fassadenelementen. Moderne Fenster aus Kunststoff enthalten im Innern des Rahmens und des Flügels oft Verstärkungen aus Stahl, Aluminium oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK).
In neuerer Zeit tritt neben der Zweckdienlichkeit eines Fensters beim Bauherren immer mehr die optische Gestaltung seines Hauses und eine möglichst gute Wärmedämmung des Innenraumes in den Vordergrund. Dies wird erreicht durch spezielle Verglasungen aus Isolierglas, das bei Bedarf auch noch im Scheibenzwischenraum mit Gasen wie Argon befüllt ist, um einen noch besseren Wärmeschutzwert zu erzeugen. Überprüft werden all diese Merkmale beim Institut für Fenstertechnik (IFT) in Rosenheim. Das dort vergebene Zertifikat dient der Industrie als Merkmal für Qualität.
Ein weiteres Merkmal eines Fensters ist die Schalldämmfähigkeit. Um das Schallschutzmaß zu erhöhen werden im Bereich der Scheibe die Dicke der äußeren Scheibe erhöht und / oder der Scheibenzwischenraum mit einem Gas, welches schwerer als Luft ist, gefüllt beispielsweise SF6. Bei Verbundsicherheitsglas (siehe Glas) wird zwischen die Scheiben eine schallbrechende Folie eingelegt. Eine weitere Möglichkeit ist das erhöhen des Scheibenzwischenraumes. Bei Maßnahmen zum Schallschutz sind allerdings die Anschlüsse Blendrahmen zum Mauerwerk ein wesentliches Detail, die bei ungenügender Ausführung die schalldämmende Wirkung hochwertiger Fensterkonstruktionen entwerten.
Überlegungen zur Funktionalität
Durch die Entwicklung vom Einscheibenfenster zum Mehrscheiben-Isolierglasfenster haben sich die funktionellen Schwerpunkte des Fensters verlagert.
Funktionen des Fensters:
- Beleuchtung beziehungsweise Blick nach außen (Lichtdurchlässigkeit)
- Belüftung und Entfeuchtung des Raumes (Luftdurchlässigkeit)
Beleuchtung
Durch die Betonung der Wärmedämm-Eigenschaften des Fensters ist dessen Funktionalität zur Beleuchtung des Raumes eingeschränkt worden. Die resultiert aus zwei Ursachen:
Rahmenanteil Je aufwendiger und damit schwerer die Fensterkonstruktion ist, desto massiver und damit dicker müssen die Rahmen gebaut sein. Damit geht immer mehr Glasfläche im Verhältnis zum Rohbaumaß des Fensters verloren. Besonders deutlich ist dies zu sehen an sehr kleinen modernen Fenstern an historischen Gebäuden, beispielsweise schmale Seitenfenster von Erkern: Die Glasfläche beträgt hier oft nur noch 1/3 der Maueröffnung.
Erhöhte Reflexion An der Grenzfläche zwischen Luft und Glas wird etwa 4% des einfallenden Lichtes bei senkrechtem Einfall reflektiert. Bei schrägem Einfall deutlich mehr. Eine Glasscheibe reflektiert wegen zwei Grenzflächen etwa 8% des einfallenden Lichtes. Eine doppelte Verglasung verliert bereits 15%, die Dreifachverglasung sogar 22% des einfallenden Lichtes. Eine Beschichtung der Glasflächen kann die Reflexion noch verstärken.
Belüftung und Entfeuchtung
Fenster bis zur Entwicklung des Isolierglasfensters waren nicht besonders luftdicht, da die Dichtigkeit nur durch exakte Passung der Holzteile hergstellt wurde. Damit garantierte das Fenster einen Luftwechsel, der früher auch durch raumluftabhängige Feuerung mit Einzelöfen notwendig war.
Inzwischen sind Gummilippendichtungen der Standard, die eine sehr hohe Luftdichtigkeit garantieren. Ohne Öffnen des Fensters ist ein ausreichender Luftaustausch nicht mehr gewährleistet, es wird daher das so genannte regelmäßige Stoßlüften empfohlen. Die dauernde Kippfunktion des Fenster soll nur in klimatisch warmen Zeiten verwendet werden, da durch den langsamen und stetigen Luftaustausch ebenfalls die schweren, wärmespeichernden Bauteile wie Wände ausgekühlt werden; so Energie verloren geht und keine bessere Luft im Raum herrscht als durch regelmäßiges Stoßlüften.
Die Entfeuchtung des Raumes geschieht normaler Weise über den Luftaustausch. Ist dies nicht ausreichend, dann kann es zur Kondensation an kalten Bauteilen kommen. Bei einfach verglasten Fenstern ist die Glasscheibe die kälteste Oberfläche und die Luftfeuchtigkeit schlägt sich an der Scheibe sichtbar nieder. Wasser auf Glas führt zu keinerlei Schäden. Wird ein derartiges Fenster durch ein modernes wärmegedämmtes Fenster ersetzt, dann ist die Gefahr groß, dass der kälteste Punkt des Raumes sich verlagert, beispielsweise an eine Wärmebrücke, die dadurch nass wird und zu Schimmel neigt.
Weblinks
- Forum für Heimwerker
- Anleitung zum Einbau von Fenstern
- Treffpunkt-Fenster.de: Fenster-Portal mit umfangreicher Suche nach Fachbetrieben
- Fenster-Portal für Bauherren, Fachwelt und Architekten mit vollumfänglichen Produktinformationen zu u. a. Fenstern, Türen, Wintergärten, Hersteller- u. Lieferantendatenbanken, Prospektbereitstellung, Branchenstellenbörse, Maschinenbörse, tagesaktuellen Produkt- u. Branchenmeldungen, ISSN-registriertem Newsletter.